Учёные разобрались, как получаются очень рассеянные галактики

Российские астрономы совместно с зарубежными коллегами выяснили, как образуются ультрадиффузные (чрезвычайно рассеянные) галактики. Нагретая до миллионов градусов Цельсия плазма, которой заполнены скопления галактик, способна практически полностью выдавить газ из только что попавших в эту систему объектов. В результате эти новые галактики могут потерять значительную массу и вырасти в размерах. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Astronomy.

По словам Кирилла Гришина, первого автора статьи и младшего научного сотрудника ГАИШ МГУ, по размеру и массе некоторые ультрадиффузные галактики можно сравнить с нашим Млечным Путём, но при этом в телескопы их очень сложно увидеть. На раннем этапе развития они лишаются значительного количества газа – основы для формирования новых звёзд.


Эволюционный сценарий для маломассивной дисковой галактики (против часовой стрелки) на нерадиальной орбите.

Исследователи из Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова совместно с коллегами из США, Франции, ОАЭ и Японии проанализировали спектры 11 молодых маломассивных галактик из скоплений Волосы Вероники и Абель 2147, удаленных на 323 и 486 миллионов световых лет от Земли соответственно. Звезды в этих объектах моложе звезд Млечного пути в десять-пятнадцать раз, а их общая масса составляет лишь сотую долю процента от массы галактики.

Они обнаружили у изученных объектов специфические хвосты из разреженного газа и недавно сформировавшихся в них звезд. Эти хвосты принято считать признаками «выветривания». Скопления из сотен и тысяч галактик наполнены не только самими галактиками, но и темной материей, а также межгалактическим газом. Последний представляет собой очень горячую плазму с температурой десятки миллионов градусов Цельсия. Пока нет точного понимания, откуда он взялся, однако значительная его часть может происходить из филаментов — крупномасштабных нитей газа и пыли.

Движущиеся в скоплении галактики «наталкиваются» на горячий газ, который буквально «выдавливает» их собственный газ — это приводит к остановке в них звездообразования. Вместе с тем до 60% звездной массы исследованных галактик сформировалось 180-970 миллионов лет назад в результате вспышки звездообразования. Предположительно ее спровоцировало воздействие все той же нагретой плазмы, когда она создавала давление на межзвездную среду в галактиках.

Как поясняет Игорь Чилингарян, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник ГАИШ МГУ, 9 из 11 изученных астрономами дисковых галактик в следующие 10 млрд лет должны стать ультрадиффузными. Предполагается, что описанный механизм работает примерно для половины ультрадиффузных галактик скопления Волосы Вероники.

Антон Афанасьев, один из авторов статьи, младший научный сотрудник ГАИШ МГУ, говорит, что пока у учёных нет общепринятой теории эволюции всех известных типов галактик. Иногда встречаются объекты, образование которых остаётся загадкой для астрономов. В новой работе предлагается необычный способ образования ультрадиффузных галактик: можно «уронить» галактику самого распространённого типа, спиральную, на скопление галактик, и она «распухнет» из-за столкновений межгалактическим газом.